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王笑京:智能交通演進(jìn)與未來(lái)發(fā)展

2013-01-28 08:37:24 來(lái)源:中國(guó)智能交通雜志責(zé)任編輯:


  智能交通系統(tǒng)(即ITS)正式作為一個(gè)專(zhuān)用名詞出現(xiàn)是在1994年,它是通信、信息和控制技術(shù)在交通系統(tǒng)中集成應(yīng)用的產(chǎn)物。但是應(yīng)用這些技術(shù)改進(jìn)交通運(yùn)輸效率、改善安全、減少環(huán)境污染的工作則從上世紀(jì)70年代就逐漸開(kāi)展了,只不過(guò)大家并沒(méi)有統(tǒng)一叫法,各發(fā)達(dá)國(guó)家最開(kāi)始都是以不同項(xiàng)目名稱(chēng)作為交流的名詞,如歐洲的PROMETHEUS、DRIVE和TELEMATICS,日本的PACS、VICS、ASV和UTMS等,美國(guó)的ERGS、MOBILITY2000和IVHS等。進(jìn)入本世紀(jì),ITS逐漸在發(fā)達(dá)國(guó)家投入規(guī)模應(yīng)用,也產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,但是各國(guó)對(duì)ITS的開(kāi)發(fā)并沒(méi)有停止,各國(guó)的政府和企業(yè)緊緊抓住通信和信息技術(shù)的進(jìn)步,根據(jù)ITS應(yīng)用的實(shí)際效果,不斷調(diào)整開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的目標(biāo)、調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、調(diào)整應(yīng)用重點(diǎn),并取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。例如,用于交通安全的車(chē)車(chē)通信接近實(shí)用,而車(chē)路通信已開(kāi)始實(shí)用;以寬帶移動(dòng)通信為依托的下一代交通信息服務(wù)系統(tǒng)開(kāi)始暫露頭腳;車(chē)路合作系統(tǒng)在改善交通安全和減少排放方面的效果明顯。因此認(rèn)真分析國(guó)內(nèi)外ITS的實(shí)際狀況,確定中國(guó)新一代ITS的發(fā)展方向,以及研究國(guó)內(nèi)ITS和新一代信息技術(shù)的具體發(fā)展方法,對(duì)政府決策部門(mén)、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)十分重要。

  一、智能交通系統(tǒng)體系框架的回顧

  智能交通系統(tǒng)(ITS)在發(fā)達(dá)國(guó)家最先從道路交通開(kāi)始,現(xiàn)在也仍然是以道路交通為主,這主要是因?yàn)榈缆方煌ǖ慕M織化程度最低,而接入性最高。這種組織化程度低,接入性高的特點(diǎn)恰恰是智能交通系統(tǒng)發(fā)揮作用最突出的關(guān)鍵點(diǎn)。與之對(duì)比的例子是鐵路,其組織化程度最高,而接入性較低,它必須通過(guò)道路交通或地鐵與鐵路車(chē)站相銜接。

  對(duì)于智能交通系統(tǒng)來(lái)說(shuō),通信、信息和控制技術(shù)是ITS的主要技術(shù)手段,而這些技術(shù)又是不斷變化和日新月異的,但是交通基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)卻是慢變化的,因此就要求設(shè)計(jì)者必須考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和服務(wù)功能的穩(wěn)定性及其對(duì)新技術(shù)的適應(yīng)性和包容性。這一目標(biāo)是通過(guò)智能交通系統(tǒng)的體系框架設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的,上世紀(jì)90年代中期,美國(guó)、日本和歐洲分別啟動(dòng)了ITS體系框架開(kāi)發(fā)計(jì)劃,我國(guó)也在“九五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃中安排了ITS體系框架研究,并于2000年正式發(fā)布。

  ITS體系框架是開(kāi)發(fā)ITS的過(guò)程中共同遵守的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),它決定系統(tǒng)如何構(gòu)成,確定功能模塊以及允許模塊間進(jìn)行通信和協(xié)同的協(xié)議和接口。它對(duì)大系統(tǒng)劃分了清晰的層次和子系統(tǒng),但對(duì)各子系統(tǒng)內(nèi)具體使用的技術(shù)和方法不作明確的規(guī)定,在保證目標(biāo)的唯一性和穩(wěn)定性的前提下,對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部的具體開(kāi)發(fā)給予充分的空間,但對(duì)其功能的要求是明確的。ITS體系框架的具體情況可參考資料的有關(guān)內(nèi)容,這里不再贅述。

  各國(guó)開(kāi)發(fā)ITS體系框架和近20年實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)表明,ITS在開(kāi)發(fā)之初就充分考慮了通信和信息技術(shù)的迅速變化帶來(lái)的影響,在邏輯框架和物理框架中特別強(qiáng)調(diào)的服務(wù)功能的邏輯關(guān)系和穩(wěn)定性,在物理框架強(qiáng)調(diào)了數(shù)據(jù)規(guī)范和接口的要求,而不指定具體的通信和信息技術(shù),這就為ITS近20年的發(fā)展帶來(lái)了巨大的空間和活力,像近年來(lái)發(fā)展迅速的3G和4G移動(dòng)通信技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)都被ITS開(kāi)發(fā)者吸收并應(yīng)用到具體的服務(wù)中。因此未來(lái)一段時(shí)間ITS的發(fā)展將充分應(yīng)用當(dāng)前最活躍的無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、寬帶移動(dòng)通信、傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算等技術(shù),開(kāi)發(fā)新一代ITS。

  二、智能交通系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)的演進(jìn)案例分析

  智能交通系統(tǒng)在近20年的發(fā)展中,已經(jīng)有了不少成功的應(yīng)用,如日本的車(chē)載導(dǎo)航和不停車(chē)收費(fèi)、美國(guó)的511服務(wù)、歐洲的智能化公共交通服務(wù)和綜合交通信息服務(wù)等,同時(shí)各國(guó)(地區(qū))在已有的應(yīng)用基礎(chǔ)上充分應(yīng)用新技術(shù),在數(shù)據(jù)獲取、車(chē)路數(shù)據(jù)交互、依托道路形成無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)等方面將已有應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用再聚焦和提升,逐步演進(jìn)形成了新的應(yīng)用系統(tǒng)。

  1、車(chē)載導(dǎo)航和不停車(chē)收費(fèi)演進(jìn)到智能車(chē)路合作系統(tǒng)

  國(guó)際上車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)模最大和最好的是日本,1996年在東京地區(qū)開(kāi)始試點(diǎn)服務(wù),現(xiàn)在的用戶(hù)已經(jīng)有4900萬(wàn)。這其中最大的一個(gè)系統(tǒng)就是有名的VICS,2003年VICS實(shí)現(xiàn)了覆蓋日本全國(guó)的服務(wù),現(xiàn)在它的用戶(hù)已經(jīng)超過(guò)3200萬(wàn)。VICS最大的特點(diǎn)是有動(dòng)態(tài)的交通信息服務(wù),而且在災(zāi)害發(fā)生時(shí),可自動(dòng)接受緊急信息。

  國(guó)際上最大規(guī)模的、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)也是在日本,日本在研制ETC和制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就考慮了未來(lái)5。8GHz無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)的應(yīng)用,從上世紀(jì)90年代中期開(kāi)始研制,2000年開(kāi)始在高速公路上部署,2001年起開(kāi)始應(yīng)用。截止2012年2月,底ETC用戶(hù)已達(dá)到4700多萬(wàn),全國(guó)平均利用率達(dá)到87%。

  但是日本政府和產(chǎn)業(yè)界并未止步,他們?cè)谝陨蟽蓚€(gè)系統(tǒng)應(yīng)用初步形成規(guī)模時(shí)就開(kāi)始考慮以進(jìn)一步改善交通運(yùn)行和交通安全的應(yīng)用,其著力點(diǎn)是交通信息的全面采集以及超高速無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的應(yīng)用。日本國(guó)土交通省2004年提出開(kāi)發(fā)名為Smartway系統(tǒng),該系統(tǒng)以ETC系統(tǒng)的5。8GHz通信平臺(tái)為基礎(chǔ),集成VICS和ETC以及已基本開(kāi)發(fā)成型的安全駕駛系統(tǒng)(ASV),被日本稱(chēng)為下一代智能交通系統(tǒng)。與此同時(shí),依托Smartway建設(shè)智能交通通用信息平臺(tái),提供道路信息、電子收費(fèi)、安全駕駛、公眾出行支持等九個(gè)方面智能交通服務(wù)。為此2005年初組織了政府、企業(yè)共同參加的聯(lián)合體,參加的企業(yè)包括豐田、日產(chǎn)、NEC、三菱、日立、富士通、JRC、松下等大企業(yè)。

  在Smartway開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)取得突破性進(jìn)展的基礎(chǔ)上,豐田公司前會(huì)長(zhǎng)豐田章一郎于2009年初代表日本產(chǎn)業(yè)界向政府提出建議:為應(yīng)對(duì)金融危機(jī)和帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,在ETC和VICS普及應(yīng)用的基礎(chǔ)上政府應(yīng)該投資建設(shè)延高速公路的ITS信息交互設(shè)施,產(chǎn)業(yè)界則按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)集成化的車(chē)載設(shè)備,開(kāi)辟下一代ITS的新應(yīng)用。日本國(guó)會(huì)于2009年6月通過(guò)了相關(guān)議案,決定政府投資250億日元建設(shè)延高速公路的ITS信息交互設(shè)施。到2011年3月日本在其全國(guó)高速公路網(wǎng)上建設(shè)完成了覆蓋全部路網(wǎng)的ITS信息交互設(shè)施(ITS Spots),產(chǎn)業(yè)界推出了新車(chē)載機(jī),可提供ETC、導(dǎo)航和道路安全信息三項(xiàng)服務(wù),預(yù)計(jì)5年內(nèi)將發(fā)展1000萬(wàn)用戶(hù),日本的ITS將邁上新臺(tái)階。

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